覆跨比对地铁隧道洞室围岩稳定性影响分析

由于受地形条件限制和使用功能需要，地下工程埋深和跨度往往存在较大变化，研究覆跨比对洞室围岩稳定性影响意义重大。本文结合太沙基围岩压力理论推导表征围岩压力随覆跨比变化规律的理论公式，并采用基于网格自适应划分技术的有限元模拟方法，从地表极限承载力、位移响应、应力响应及围岩塑性区等方面，对不同覆跨比矩形洞室围岩稳定性进行系统研究。结果表明：在Ⅳ级围岩条件下，矩形洞室围岩压力随覆跨比增大而增大，当覆跨比H/D=2之后，围岩压力开始逐渐趋于稳定；当覆跨比H/D<2时，矩形洞室在极限状态下易发生贯穿至地表的垮塌破坏；当覆跨比H/D>2时，洞室拱顶上方出现压力拱效应。故覆跨比H/D=2可作为Ⅳ级围岩条件下深浅埋洞室分界线参考值。